7.45. Решение. Постоянная длины нервного волокна: .

Для решения достаточно записать для двух случаев выбранное соотношение и почленно разделить одно из них на второе.

, , .

Ответ. .

7.46. Решение. Выберем в качестве физической модели мозга простейший случай, наделив вещество мозга свойствами и проводника и диэлектрика.

Поскольку внешнее поле имеет частоту меньшую 20 МГц, то в тканях мозга следует ожидать появления переменного электрического тока проводимости. Определим амплитуду напряжённости электрического поля в тканях мозга: . Связь между плотностью тока проводимости и напряжённостью электрического поля задаётся законом Ома в дифференциальной форме: j = γ·Е. Получим расчётную формулу: . Подставим числовые данные, получим окончательный ответ:

7.47. Решение. Выберем в качестве физической модели мозга простейший случай, наделив вещество мозга свойствами и проводника и диэлектрика.

Поскольку внешнее поле имеет частоту меньшую 20 МГц, то в тканях мозга следует ожидать появления переменного электрического тока проводимости. Определим амплитуду напряжённости электрического поля в тканях мозга: . Связь между плотностью тока проводимости и напряжённостью электрического поля задаётся законом Ома в дифференциальной форме: j = γ·Е. Получим расчётную формулу плотности тока проводимости: . Эта плотность тока является суммой плотности тока через мембрану и плотности тока по межклеточной жидкости. Эквивалентная электрическая схема тканей мозга в данном случае представляет параллельно соединённые сопротивления. Одно из них соответствует электрическому сопротивлению мембран, другое электрическому сопротивлению межклеточной жидкости. Учитывая соотношение сопротивлений мембран и межклеточной жидкости, можно утверждать, что прохождение через мембраны порогового тока сопровождается в тысячу раз большей плотностью тока через межклеточную жидкость. Итак, для возбуждения нейронов мозга общая плотность тока проводимости должна составлять 1001 пороговых плотностей тока.

.

.

Ответ. В воздухе такую напряжённость создать не удастся – начнётся газовый разряд.

8. Медицинская техника

8.1. Решение. Зависимость от времени интенсивности отказов – «лямбда характеристика». «Лямбда характеристика» в общем виде представляет собой зависимость вида:

На участке II λ практически не зависит от времени.

8.2. Решение. Среднее время безотказной работы t_mесть величина обратная интенсивности отказов λ, иначе: λ = 1/t_m . Учтём зависимость от времени интенсивности отказов – «лямбда характеристику». «Лямбда-характеристика» в общем виде представляет собою зависимость вида:

На участке II λ практически не зависит от времени.

В соответствии с определением классической вероятности, вероятность безотказной работы (P_t) есть отношение исправно работающих устройств в момент времени t (N_t) к числу устройств исправных в начале отсчёта времени (N₀).P_t = N_t/ N₀. Получим связь вероятности безотказной работы и интенсивности отказов. Предполагая, что убыль устройств (-dN) пропорциональна числу имеющихся в данный момент работоспособных устройств (N_t), промежутку времени наблюдения (dt) и, взяв за коэффициент пропорциональности интенсивность отказов (λ), получим: ; ; ,

. В полученную расчётную формулу подставим числовые значения, получим окончательный ответ:

8.3. Решение. По определению интенсивность отказов: , где - число изделий, которые вышли из строя за время , - число изделий исправных в момент начала отсчёта времени.

.

8.4. Решение. По требованиям к электробезопасности, медицинская аппаратура делится на типы. По тому, каким образом достигается требуемая безопасность, аппаратура делится на классы. Второй класс (класс II) составляют устройства с двойной изоляцией. Имеется рабочая изоляция, и дополнительная изоляция рабочей части устройства.

Ответ. Аппарат для лечения диадинамическими токами 'ТОНУС' по обеспечению электробезопасности относится к классуII.

8.5. Решение. Рабочее заземление устройств II класса, к которому относится реоплетизмограф, ни как не обеспечивает электробезопасность пациента и врача. Цель рабочего заземления обеспечить экранировку электронной схемы устройства от внешних электрических полей.

8.6. Решение. Электрической эквивалентной схемой человека в данном случае будет активное сопротивление.

По этому сопротивлениюR проходит электрический ток проводимости, сила которого I,требуется найти напряжение U на этом сопротивлении.

Используя закон Ома для однородного участка электрической цепи, получим: .

.

Ответ. .

8.7. Решение. Изобразим эквивалентную электрическую схему, соответствующую условиям задачи.

Рассчитаем силу тока, проходящую по последовательно соединённым сопротивлениям R_ут и R_чел, воспользовавшись законом Ома: . Найдём напряжение, под которым окажется тело медработника: . Учтём, что в условии задачи напряжение в сети задано как эффективное напряжение. Вспомним связь между максимальным (амплитудным) и эффективным напряжениями: . Получим расчётную формулу для максимального значения напряжения. Подставим числовые данные и получим окончательный ответ: ,

.

Ответ: .